Отклонения при монтаже металлоконструкций

Современные здания все чаще возводятся с применением стальных каркасных систем, что обусловлено высокой скоростью их установки, прочностью и гибкостью архитектурных решений. В то же время монтаж объектов из металлоконструкций—это сложный процесс, в ходе которого требуется четкое соблюдение геометрических, технологических отклонений в соответствии с нормативными документами. На практике к качеству сборки предъявляются самые строгие требования: малейшие неточности способны повлиять на надежность здания, его безопасность и срок службы. Особенно актуальна эта тема при строительстве производственных объектов, где монтаж промышленного здания из металлоконструкций должен отвечать не только общестроительным, но и отраслевым стандартам.

В статье представлен обзор отклонений, возникающих в процессе сборки металлических конструкций. Рассмотрены причины возникновения дефектов, а также нормативы, регулирующие допустимые отклонения. Приведены методы контроля и измерения погрешностей, а также рекомендации по повышению точности монтажа. Кроме того, подробно освещается порядок оформления документации, связанной с производством монтажных работ.

Основные виды

Каждая стадия монтажных работ сопровождается риском возникновения определенных отклонений от проекта, которые могут быть классифицированы по нескольким признакам:

• Геометрические—это изменения формы, размеров и положения узлов и деталей в пространстве (искривление, отклонение стоек от вертикали, несоответствие стяжек проектному расположению).

• Технологические отклонения—возникают в точках стыковки элементов. Примеры: несоосность, несовпадение отверстий под болтовые соединения, неровный фундамент.

• Дефекты сварных соединений—отклонения размеров кромок и швов, наличие наплывов, непроваров, подрезов, коротких катетов, превышение зазоров между деталями.

• Нарушение сплошности защитного покрытия—дефекты, способные ослабить антикоррозионную защиту: разрывы, кратеры, неравномерность толщины слоя, плохая адгезия и прочее.

Каждый из перечисленных факторов, если величина отклонений превышает норматив, может повлечь за собой снижение несущей способности сооружения, деформации и аварийные ситуации.

СНиП на монтаж металлоконструкций

Монтаж зданий из металлоконструкций регламентируется рядом нормативных актов. Общие требования установлены в ГОСТ 23118—2019. Основной документ по монтажу—СП 70.13330.2012. Норматив является актуализированной редакцией СНиП 3.03.01-87. В нем детально расписана как процедура монтажа металлоконструкций, так и требования к точности и контролю при производстве работ.

Это обеспечивает возможность проверки соответствия качества работ проекту независимо от типа или сложности объекта.

Допустимые отклонения

Значения допусков при монтажных работах зависят от типа конструктивного элемента и его функционального назначения. Ниже приведены базовые величины предельных отклонений при монтаже типового здания из металлоконструкций.

Для колонн и опор, которые являются основой каркаса, соответствие отклонений нормативу напрямую влияет на прочность всей постройки. Допускаемое отступление вертикальных осей этих узлов зависит от их высоты. Если она составляет 15 м и менее, то погрешность выставления вертикальности колонны не допускается больше 15 мм, а в диапазоне от 15 до 25 м возрастает до 25 мм. Для более высоких моделей (25 м и выше) допускается отклонение до 35 мм. Опорная плоскость колонн может не совпадать с проектным уровнем на величину не более 5 мм. Если здание сооружается для работы в условиях вибрационных или динамических воздействий, то указанные допуски уменьшаются на четверть.

Балки, фермы, ригели воспринимают главным образом напряжения от продольной силы и изгибающих моментов. Поэтому для этих узлов столь необходимо выполнить требования по предельным отклонениям формы и взаимному расположению элементов. Например, необходимо контролировать их прямолинейность, поскольку большие значения кривизны могут привести к потере прочности отдельных узлов или всего сооружения. Так, стрела прогиба защемленного двухопорного участка пояса фермы допускается до 0,15% его длины или не больше 15 мм. Допускаемое несовпадение осей ригелей с колоннами не более 5 мм. Нарушение симметрии монтируемой балки относительно центра опоры допускается до 10 мм.

При монтаже связей допускаемое отклонение их длины от проекта составляет 0,3%, но не более 20 мм, а оси могут не совпадать только в пределах 5 мм. При фиксации связей необходимо отслеживать правильность натяжения деталей, которые работают на растяжение, чтобы обеспечить равномерную пространственную жесткость конструкции. Отклонение от прямолинейности не должно превышать 0,2% длины связей. Правильная установка распорок позволяет предотвратить закручивание каркаса при ветровом давлении.

Чтобы надежно закрепить стеновые и кровельные панели, обеспечить герметичность стыков, необходимо, чтобы при монтаже отклонение крепления от вертикали или горизонтали на длине 1 м составляло не более 5 мм (максимум на весь облицовочный элемент—20 мм). Отклонения от плоскостности фасадной части облицовочных панелей допускается на длине 2 м не больше 5 мм.

Что касается сварных соединений, то допуски размеров и формы швов должны соответствовать стандартам на соответствующие виды сварки и типы соединений. Например, для угловых соединений допуски на катеты указываются с учетом конструктивного зазора. В случае, если при сборке сварщик превысил проектное значение этого размера, то катет должен быть соответственно увеличен, чтобы сохранить расчетную прочность соединения.

Отдельные проекты могут устанавливать более жесткие требования к точности сборки, особенно для уникальных или особонагруженных сооружений. В этих случаях нормативами предусмотрено определение предельных отклонений расчетными методами.

Допуски на фундаменты и как их влияние можно уменьшить

Монтаж здания из металлоконструкций базируется на точности подготовленного основания. Погрешности на этом этапе приводят к необходимости компенсирующих мероприятий при установке. Вертикальные допуски поверхности фундамента при различных способах монтажа составляют ±5 мм (на плитах со строганной поверхностью и опорных деталях) или ±1,5 мм (при установке на основание, выполненное по проектному уровню), а по уклону—1/1000 и 1/1500 соответственно.

Погрешность установки анкерных болтов в плане не должна превышать 5 мм (внутри контура) или 10 мм (вне контура), при этом выступающую часть метиза допускается устанавливать с отклонением до +20 мм.

Минимизировать негативное влияние фундаментных допусков можно следующими методами:

• Увеличением диаметров монтажных отверстий в пятках колонн, что позволяет компенсировать небольшие смещения анкеров.

• Приваркой шайб (компенсационных пластин) в случаях, когда приходится компенсировать значительный разбег по отметке или положению.

• Применением регулируемых опорных деталей и подливкой раствора после выставления точного положения.

Чтобы снизить риск перерасхода материалов и срыва сроков строительства разработка технологических решений должна выполняться еще на стадии проектирования.

Методы измерения отклонений

Монтаж зданий из металлоконструкций невозможен без строгого производственного контроля. На практике применяются разнообразные средства измерения:

• Геодезические. С помощью тахеометров, теодолитов фиксируется положение и геометрия смонтированных элементов.

• Инструментальные. Применяются рулетки, уровни, шаблоны, лазерные дальномеры, магнитные индикаторы толщины защитного покрытия.

• Трехмерное лазерное сканирование. Метод дает возможность сопоставить реальное исполнение с цифровой проектной моделью.

Вся информация о выявленных отклонениях подлежит фиксации в производственной документации.

   Быть в курсе наших новостей просто – подпишитесь на telegram-канал. Тут мы постоянно делимся процессом производства, советами и интересными событиями с завода.

Какие способы применяются для повышения точности монтажа

Прогресс в строительных технологиях предоставляет монтажнику широкий арсенал средств, позволяющих снижать погрешности при сборке металлоконструкций:

• BIM-моделирование—формирование точной цифровой модели здания и применение ее при оперативном отслеживании сборки.

• Заводская сборка узлов—элементы отгружаются на площадку в укрупненных блоках.

• Самоустанавливающиеся опоры—узлы с возможностью автоматической коррекции положения каркаса.

• Внедрение автоматизированных измерительных комплексов—позволяют в онлайне снимать параметры и прогнозировать появление ошибок.

• Привлечение обученного персонала и квалифицированного инженерного сопровождения снижает риск неквалифицированных решений на объекте.

Такие инновационные решения особенно эффективны при строительстве сложных промышленных зданий из металлоконструкций с повышенными требованиями к точности геометрии.

Исполнительная документация по монтажу

Качественный и корректный монтаж зданий из металлоконструкций подтверждается солидным пакетом документации, необходимой к передаче заказчику и органам надзора:

• Исполнительные чертежи—в них зафиксированы реальные параметры конструкций, включая отклонения от проекта, а также прилагаются согласования с проектировщиками и надзорными органами.

• Сертификаты (паспорта) материалов—подтверждают соответствие используемых компонентов действующим стандартам.

• Акты промежуточных приемок—отражают качество ответственных конструкций на различных стадиях монтажа.

• Исполнительные геодезические схемы—сравнивают фактическое положение конструкций с проектом.

• Журналы производства работ—отображают все этапы с отметками по контрольным точкам.

• Акты скрытых работ—документируют скрытые этапы монтажа и подтверждают соблюдение технологий.

• Документация по контролю сварных соединений (удостоверения сварщиков, акты и заключения по неразрушающему контролю швов и т.д.)—удостоверяет качество сварки.

• Акты испытаний—проводятся, если есть указания в проектной документации (доказывают прочность и жесткость смонтированных элементов).

• Паспорт качества стальной строительной конструкции (по форме приложения В ГОСТ 23118-2019).

Перечисленные документы являются основанием для сдачи законченного объекта заказчику.

Соблюдение нормативных отклонений при монтаже зданий из металлоконструкций требует грамотной технологической подготовки, точного исполнения требований проекта, постоянного контроля всех этапов работ. Это гарантирует надежность, долговечность и безопасность возводимых объектов.